Kreuzungslabor

Gregor Mendel kreuzte jahrelang Erbsen und zählte allein für ein einziges Merkmal über 8000 Samen. Im Kreuzungslabor schaffst du seine wichtigsten Versuche in wenigen Minuten: Eltern wählen, Keimzellen bilden, Nachkommen ernten – und dabei erleben, wie stark der Zufall mitspielt.

Das lernst du hier

Du kannst aus einem Genotyp die möglichen Keimzellen ableiten und ein Punnett-Quadrat aufstellen.
Du berechnest Genotyp- und Phänotypverhältnisse für monohybride, dihybride und intermediäre Erbgänge.
Du erklärst, warum beobachtete Nachkommenzahlen vom erwarteten Verhältnis abweichen.
Du schließt mit einer Testkreuzung auf den unbekannten Genotyp eines Elternteils.

Übersicht

So funktioniert das Labor

Modus wählenEin Merkmal (Samenfarbe der Erbse), zwei Merkmale (Farbe und Form) oder intermediäre Vererbung bei der Wunderblume.
Eltern einstellenKlicke für jede Elternpflanze einen Genotyp an. Darunter siehst du, welche Keimzellen sie bildet und wie häufig.
Punnett-Quadrat lesenJedes Feld ist eine mögliche Verbindung aus einer Eizelle und einem Pollenkorn. Klicke auf einen Phänotyp, dann leuchten seine Felder auf.
ErntenLass 10, 100 oder 1000 Nachkommen entstehen. Die schwarze Markierung zeigt den Erwartungswert. Mit „Wie Mendel“ erntest du genauso viele Samen wie Mendel und vergleichst mit seinen Originalzahlen.
Rätsel lösenIm Rätselmodus siehst du nur die Nachkommen und findest die Eltern. Hast du alle sechs Rätsel gelöst, zählt das Labor in deinem Forscher-Pass.

KreuzungslaborEltern wählen · kreuzen · ernten

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Kurz erklärt: Was im Labor passiert

Jede Erbsenpflanze besitzt für jedes Gen zwei Allele – eines von jedem Elternteil. Das Allel G sorgt für gelbe Samen, das Allel g für grüne. Weil G dominant ist, sind auch mischerbige Pflanzen (Gg) gelb; das rezessive Allel g zeigt sich nur bei gg. Die Kombination der Allele heißt Genotyp, das sichtbare Merkmal Phänotyp.

Bei der Bildung der Keimzellen werden die beiden Allele getrennt: Jede Keimzelle erhält nur eines davon. Welche Eizelle auf welches Pollenkorn trifft, ist Zufall. Das Punnett-Quadrat zählt alle gleich wahrscheinlichen Kombinationen auf. Daraus ergeben sich die Regeln, die du auf den Seiten zur Uniformitätsregel, zur Spaltungsregel und zur Unabhängigkeitsregel genauer nachlesen kannst.

Merke

Ein Verhältnis wie 3 : 1 ist eine Wahrscheinlichkeit, keine feste Zuteilung. Bei wenigen Nachkommen weicht das Ergebnis oft deutlich ab; je mehr Nachkommen du zählst, desto näher kommst du dem erwarteten Verhältnis.

Typische Fehler

Eltern statt Keimzellen eintragen: An den Rand des Punnett-Quadrats gehören die Keimzellen (G, g), nicht die Genotypen der Eltern (Gg).
„Gg × gg ergibt 3 : 1.“ Falsch – eine Testkreuzung mit einem mischerbigen Elternteil ergibt 1 : 1.
„Nach drei gelben Erbsen muss die vierte grün sein.“ Jeder Nachkomme entsteht unabhängig. Die Chance auf grün bleibt bei jedem Samen 1/4.

Fachbegriffe

Allel: Eine Variante eines Gens, zum Beispiel G (gelb) oder g (grün).
Genotyp / Phänotyp: Die Allelkombination (etwa Gg) und das sichtbare Merkmal (gelb).
dominant / rezessiv: Ein dominantes Allel setzt sich im Phänotyp durch; ein rezessives zeigt sich nur, wenn es doppelt vorliegt.
intermediär: Kein Allel dominiert, Mischerbige zeigen eine Zwischenform – etwa rosa Blüten bei der Wunderblume.
Punnett-Quadrat: Tabelle, die alle Kombinationen der Keimzellen zweier Eltern zeigt (Kombinationsquadrat).
Testkreuzung: Kreuzung mit einem reinerbig-rezessiven Partner, um den Genotyp des anderen Elternteils zu bestimmen.

Arbeitsaufträge

AFB I: wiedergebenAFB II: anwendenAFB III: beurteilen

AFB IStelle im Modus „Ein Merkmal“ die Kreuzung GG × gg ein. Beschreibe die Keimzellen beider Eltern und die Nachkommen.
Lösung anzeigen
GG bildet nur Keimzellen mit G, gg nur mit g. Alle vier Felder des Punnett-Quadrats enthalten Gg: Alle Nachkommen sind mischerbig und gelb (Uniformitätsregel).
AFB IIKreuze Gg × Gg. Ernte fünfmal je 10 Nachkommen und notiere jeweils das Verhältnis gelb : grün. Ernte danach einmal 1000. Vergleiche die Ergebnisse und erkläre die Unterschiede.
Lösung anzeigen
Bei 10 Nachkommen schwanken die Verhältnisse stark (zum Beispiel 9 : 1 oder 6 : 4), bei 1000 liegen sie nah bei 3 : 1. Jeder Nachkomme entsteht zufällig; bei kleinen Stichproben fallen Zufallsabweichungen stark ins Gewicht, bei großen gleichen sie sich weitgehend aus (Gesetz der großen Zahlen).
AFB IIStelle GgRr × GgRr auf. Gib an, wie viele der 16 Felder gelb-runzlige Samen zeigen und welche Genotypen dahinterstecken.
Lösung anzeigen
3 von 16 Feldern: einmal GGrr und zweimal Ggrr. Gelb-runzlig ist eine neue Merkmalskombination, die bei keinem der ursprünglichen reinerbigen Eltern (GGRR, ggrr) vorkam.
AFB IIMendel erhielt bei zwei Merkmalen 315 gelb-runde, 101 gelb-runzlige, 108 grün-runde und 32 grün-runzlige Samen. Berechne die erwarteten Anzahlen für 556 Samen und werte die Abweichungen aus.
Lösung anzeigen
Erwartet bei 9 : 3 : 3 : 1: 312,75 : 104,25 : 104,25 : 34,75. Die Abweichungen betragen nur 2 bis 4 Samen pro Klasse. Oberstufe: χ² ≈ 0,47 bei 3 Freiheitsgraden – weit unter dem kritischen Wert 7,81. Die Daten passen sehr gut zur Unabhängigkeitsregel.
AFB IIIEine Züchterin möchte wissen, ob ihre gelbe Erbsenpflanze reinerbig ist. Entwickle einen Versuch und beurteile, wie viele Nachkommen sie für eine verlässliche Aussage braucht.
Lösung anzeigen
Testkreuzung mit einer grünen Pflanze (gg). Tritt auch nur ein grüner Nachkomme auf, ist die Pflanze mischerbig (Gg). Sind alle gelb, spricht das für GG – völlig sicher ist es nie: Eine Gg-Pflanze bringt mit Wahrscheinlichkeit (1/2)ⁿ nur gelbe Nachkommen hervor. Bei 10 Nachkommen sind das etwa 0,1 %, die Aussage ist also schon recht verlässlich.
AFB IIIBeurteile die Aussage: „Ein Elternpaar mit drei gelben Erbsen bekommt als Nächstes sicher eine grüne, damit das 3 : 1 stimmt.“
Lösung anzeigen
Die Aussage ist falsch. Die Keimzellen kombinieren sich bei jedem Nachkommen neu und unabhängig vom vorherigen Ergebnis. Die Wahrscheinlichkeit für grün bleibt 1/4. Das 3 : 1 beschreibt den Durchschnitt vieler Nachkommen, nicht die Reihenfolge in einer kleinen Gruppe.

Hinweise für Lehrkräfte

Zeitbedarf: Einstieg mit einem Merkmal und den Rätseln 1–3 etwa 30–45 Minuten; mit zwei Merkmalen, Mendels Originaldaten und χ²-Test eine Doppelstunde.

Differenzierung: Basis (Kl. 9/10): Modus „Ein Merkmal“, Aufgaben 1–2, Rätsel 1–3. Erweiterung: dihybrider und intermediärer Erbgang, Aufgaben 3–6, Rätsel 4–6. Oberstufe: Der χ²-Test erscheint automatisch, sobald in jeder Klasse mindestens fünf Nachkommen erwartet werden.

Methodenidee: Jede Gruppe erntet 100 Nachkommen von Gg × Gg, die Klasse addiert alle Ergebnisse an der Tafel. So wird sichtbar, wie sich Zufallsschwankungen mit wachsender Stichprobe ausgleichen. Das Labor läuft auf Tablet, Smartphone und Whiteboard; alle Bedienelemente sind auch per Tastatur erreichbar. Der Lernfortschritt wird nur lokal im Browser gespeichert, eine Anmeldung ist nicht nötig.

Hintergrund & Weiterlernen

Mendelsche GesetzeDie drei Regeln im Überblick – mit Beispielen. SpaltungsregelWarum in der F2-Generation das 3 : 1 auftaucht. UnabhängigkeitsregelZwei Merkmale, neun Genotypen, vier Phänotypen. Genetische ZusammenhängeDominant, rezessiv, intermediär und gekoppelt.

Quellen & Stand

Mendel, G.: Versuche über Pflanzen-Hybriden. Verhandlungen des naturforschenden Vereines in Brünn, Bd. IV (1866). Originaltext und Zahlen bei MendelWeb.
Campbell Biologie, 11. Auflage, Pearson 2019, Kapitel 14 (Mendel und das Genkonzept).
Die Rätsel- und Erntezahlen im Labor werden bei jedem Durchgang neu per Zufall erzeugt.

Stand: Oktober 2026.